En utilisant les spectres d'absorption UV-visible

UTILISATION ABSORPTION UV-VISIBLE SPECTRA

Cette page donne un bref aperçu sur la façon dont les spectres d'absorption UV-visible peut être utilisé pour aider à identifier les composés et de mesurer les concentrations de solutions colorées. Il suppose que vous savez comment ces spectres apparaissent, et savoir ce que l'on entend par des termes tels que l'absorbance, absorptivité molaire et lambda-max. Vous devez également connaître le Beer-Lambert Law.

Important: Si vous ne connaissez pas ces choses, cette page est une perte de temps! Explorez le reste du menu de spectroscopie UV-visible avant de continuer.

En utilisant les spectres d'absorption UV pour aider à identifier des composés organiques

Si vous avez travaillé dans le reste de cette section, vous saurez que la longueur d'onde d'absorption maximale (lambda-max) dépend de la présence de chromophores particuliers (groupes absorbant la lumière) dans une molécule.

Par exemple, sur une autre page, vous avez rencontré le fait que d'un simple double liaison carbone-carbone (par exemple dans éthène) présente une absorption maximale à 171 nm. Les deux doubles liaisons conjuguées dans buta-1,3-diène ont un maximum d'absorption à une longueur d'onde de 217 nm.

Nous avons également évoqué les deux pics dans le spectre de l'éthanal (contenant un simple double liaison carbone-oxygène) à 180 et 290 nm.

Dans les cas simples soigneusement choisis (ce qui est tout ce que vous obtiendrez à ce niveau), si vous compariez les pics sur un spectre d'absorption UV-visible donné une liste de pics connus, il serait assez facile de choisir certaines caractéristiques structurelles d'une molécule inconnue.

Les listes des pics connus comprennent souvent des valeurs d'absorption molaire ainsi. Cela pourrait vous aider à être encore plus sûr. Par exemple (encore une fois en utilisant le simple, double liaison carbone-oxygène), les données montrent que le pic à 290 a une capacité d'absorption molaire de seulement 15, par rapport à l'une au 180 de 10000.

Si votre spectre a montré un pic très large à 180, et une très petite à 290, qui ajoute à votre certitude.

Toute question posée à ce niveau va être si trivial et si évident, que cela ne vaut pas passer plus de temps à ce sujet. Regardons quelque chose d'un peu plus compliqué!

En utilisant les spectres d'absorption UV pour trouver des concentrations

Vous devez vous rappeler la loi de Beer-Lambert:

L'expression sur la gauche de l'équation est connue comme l'absorbance de la solution et est mesurée par un spectromètre. L'équation est parfois écrit en termes de cette absorption.

Le symbole est epsilon la capacité d'absorption molaire de la solution.

Remarque: Vous trouverez tout cela expliqué plus en détail sur la page à propos de Beer-Lambert Law.

concentration trouver en utilisant l'absorptivité molaire

Par exemple, supposons que vous avez une solution dans une cellule de longueur 1 cm. On mesure l'absorbance de la solution à une longueur d'onde particulière à l'aide d'un spectromètre. La valeur est 1,92. Vous trouvez une valeur pour absorptivité molaire dans une table de 19400 pour cette longueur d'onde.

Ces valeurs en remplaçant:

Remarquez ce que une très faible concentration peut être mesurée à condition que vous travaillez avec une substance ayant une capacité d'absorption molaire très élevé.

Cette méthode, bien sûr, dépend de vous d'avoir accès à une valeur précise de absorptivité molaire. Il suppose également que la loi de Beer-Lambert travaille sur toute la plage de concentration (pas vrai!).

Il est préférable de mesurer la concentration en traçant une courbe d'étalonnage. Il permet d'économiser de faire des calculs pour une chose!

concentration de trouver en traçant une courbe d'étalonnage

En procédant ainsi, vous ne devez pas compter sur une valeur de capacité d'absorption molaire, la fiabilité de la loi de Beer-Lambert, ou même de savoir les dimensions de la cellule contenant la solution.

Ce que vous faites est de faire un certain nombre de solutions du composé que vous étudiez - chacune concentration connue avec précision. Ces concentrations doivent enserrer la concentration que vous essayez de trouver - un peu moins concentré; un peu plus concentré. Avec les solutions de couleur, ce n'est pas un problème. Vous inventer des solutions de concentrations connues avec précision dont certains sont un peu plus léger et un peu un peu de couleur plus foncée.

Pour chaque solution, on mesure l'absorbance à la longueur d'onde d'absorption la plus forte - en utilisant le même récipient pour chacun d'eux. Ensuite, vous tracer un graphique de cette absorbance par rapport à la concentration. Ceci est une courbe d'étalonnage.

Selon la loi de Beer-Lambert, l'absorbance est proportionnelle à la concentration, et vous attendez-vous donc une ligne droite. Cela est vrai aussi longtemps que les solutions sont diluées, mais la loi se décompose des solutions de concentration plus élevée, et donc vous pourriez obtenir une courbe dans ces circonstances.

Tant que vous travaillez à partir des valeurs de chaque côté de celui que vous essayez de trouver, ce n'est pas un problème.

Après avoir tracé une ligne optimale, la courbe d'étalonnage sera probablement quelque chose comme le schéma suivant. (Je l'ai dessiné comme une ligne droite parce qu'il me est plus facile de dessiner qu'une courbe (!), Et c'est ce que vous obtiendrez probablement si vous travaillez avec vraiment des solutions diluées. Mais si elle se révèle être une courbe , ainsi soit-il!)

Notez qu'aucune tentative n'a été faite pour forcer la ligne à travers l'origine. Si la loi de Beer-Lambert a parfaitement fonctionné, il passerait par l'origine, mais vous ne pouvez pas garantir qu'il fonctionne correctement aux concentrations que vous utilisez.

Maintenant, tout ce que vous avez à faire est de mesurer l'absorbance de la solution avec la concentration inconnue à la même longueur d'onde. Si, par exemple, il avait une absorbance de 0,600, vous pouvez simplement lire la concentration correspondante du graphique ci-dessous.

Questions pour tester votre compréhension

Si c'est la première série de questions que vous avez fait, s'il vous plaît lire la page d'introduction avant de commencer. Vous aurez besoin d'utiliser le bouton de retour de votre navigateur pour revenir ici après.